“海聚英才”创新创业者的故事(6) |张智泓:机器人进果园,专治施药难
发布时间:2025-12-26 报送来源:组织人事报

上海应用技术大学智能技术学部校聘教授张智泓——

机器人进果园,专治施药难

人物小传:张智泓,上海应用技术大学智能技术学部校聘教授。吉林大学博士研究生毕业,2017-2020赴美国农业部农业研究服务署应用技术研究中心(USDA-ARS:ATRU)开展研究工作。归国后加入上海高校,专注于农业智能植保装备的研发。

走进强丰集团位于上海金山的柑橘园,映入眼帘的是一个“眼睛看、大脑算、喷头喷” 的植保机器人。它能实时瞄准作物,精确算出每个地方需要喷洒多少农药,实现喷头精准送药。上海应用技术大学智能技术学部校聘教授张智泓带领团队研发的这一全链条智能配合技术,为智慧农业注入了绿色发展动力。

“顶着大太阳背着几十斤的药桶在果园里打转,药打了不少,虫子没除干净,多余的药液流进地里污染水土,弊端确实太多了。” 这是不少果农、苗圃种植户最头疼的难题。

如今,这一难题实现了精准破解。近年来,张智泓联合企业开展技术攻关,研发出的智能精准变量喷雾植保机器人有着“按需施药”的AI思维,专治果园、苗圃和大棚里“打药累、浪费多、污染重”的问题。其中最关键的“脉宽调制电磁阀”技术,依靠高频电信号控制阀门开关的快慢,让药剂啥时候喷、喷多少,都跟作物的实际需求严丝合缝对上,从根本上解决了施药不准的难题。

多学科交叉研发算法模型

智能精准变量喷雾植保机器人基于纯电平台开发,集精准感知和智能控制于一体,为满足设施农业作业环境病虫害绿色、高效防控的需求而创制。

项目的构想源于我国农业植保作业长期面临的资源浪费、环境污染和农药残留超标等突出难题。

张智泓团队立足农作物病虫害防控实际需求,与江苏岚江智能科技有限公司紧密合作,潜心攻克智能植保装备关键技术。他们将激光雷达与机器视觉技术深度融合,让装备能够实时精准感知作物冠层结构和病虫害特征。团队自主研发了深度学习算法,实现了对复杂农田环境下数据的智能补全和三维重建。智能决策模型的构建原理是:根据作物长势和病害程度精确计算所需药量,通过多个电磁阀协同工作实现喷头精准变量喷雾。

这一技术的核心价值在于真正做到对症下药、按需施药,使农药用量可减少四至八成,既大幅提升靶向施药效率,又保护生态环境,助力农业绿色高质量发展。

在这一系列过程中,张智泓经常和学生们一起往返于实验室与田间地头,一周工作6天是常态。他们卷起袖子参与实地操作,与果农和技术人员一同调试设备、分析数据、排查问题,优化喷雾参数,确保技术真正落地生根。

“从实验室模拟到田间试验,我们扎根在这片柑橘园里,还意外得到了强丰集团工作人员的启发,对技术进行了喷射穿透性的升级……”张智泓欣喜地说道。

上海“温度”引才聚才爱才

将学术理论成果转化为实际应用型创新,是张智泓2020年完成美国农业部农业研究服务署应用技术研究中心3年研究工作后,选择归国从教的最主要动因。

作为留学归来的科研工作者,他曾想将国外先进技术直接应用于国内研发领域。但2022年参加第三届“海聚英才”全球创新创业大赛时,评审专家给出的建议直击要害——设备成本过高。

这次未能成功晋级的经历,反而成了他和团队3年专注优化成本的起点:3年前,国外22万元的智能化升级套件和200多万元的机器人本体,让国内果园种植户们望而却步;3年后,张智泓团队自主研发了精准变量喷雾智能化升级套件,技术完全自主可控,将价格降低到不到1万元;同时,团队积极与国内企业合作,协同研发植保机器人本体,将成本降至不到9万元。

在这一系列研发过程中,张智泓团队经历了产品的多次迭代优化,科学地设计并改进作业流程,融合创新性机械结构和功能算法,努力克服一系列技术瓶颈,确保了设备的实用性和可推广性。目前,智能精准变量喷雾植保机器人项目入选上海市“人才沪郊行”科技特派员项目,已在多地果园推广应用。

“上海高校给予教师充分的学术自由,让我能够在热爱的领域潜心钻研。即使短期内未见突出成果,学校仍支持我们坚持方向。”如今,再次参加“海聚英才”全球创新创业大赛,张智泓充满了感慨,“3年来的成本优化努力,让我更有信心推动技术落地,回报社会。”

据了解,“海聚英才”大赛提供投融资对接、产业支撑和人才计划支持,晋级选手可获得政策性担保额度,帮助加速成果转化。今年,张智泓通过大赛新设的创业菁英训练营向企业专家请教经验,与全球参赛者交流,激发了创新思路,在平台上与生产天然香料的企业家进行了对接。目前,双方正探讨设备智能化升级和利用柑橘资源生产天然香料等相关合作。

在上海应用技术大学“政产学研用”协同创新模式的支持下,智能精准变量喷雾植保机器人项目参加了中国(上海)国际技术进出口交易会和中国国际工业博览会,在高校展区亮相展出。

在第十一届上交会上,该项目作为智能制造类成果展出,吸引了多家企业关注,并促成了意向合作;在第25届工博会上,智能精准变量喷雾植保机器人技术进一步展示其助力智慧果园建设的潜力,收获了意向订单和合作机会……张智泓团队的努力正逐渐转化为服务上海科创中心建设和乡村振兴的实际贡献。